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1、晶硅電池技術(shù)簡(jiǎn)介一、制絨制絨目的：在晶硅電池表面形成絨面結(jié)構(gòu)，增大晶硅電池表面積（增大PN結(jié)面積，增大Isc）和形成陷光結(jié)構(gòu)（達(dá)到對(duì)光的多次吸收，降低反射率）。制絨方法：?jiǎn)尉В?zhǔn)單晶）采用堿制絨方法，低濃度堿溶液（2%左右）在高溫（70-80℃）對(duì)單晶硅表面不同晶向腐蝕速率不同（各向異性：1、水分子屏蔽效應(yīng)；2、不同晶面懸掛鍵多少與腐蝕液腐蝕速率不同。參考王文靜《制絨原理與相應(yīng)問(wèn)題對(duì)策》），以形成金字塔形絨面結(jié)構(gòu)。通過(guò)添加添加劑可以提高溶液在單晶（準(zhǔn)單晶）表面腐蝕均勻性和促使反應(yīng)產(chǎn)物離開(kāi)單晶（準(zhǔn)單晶）表面，促使單晶（準(zhǔn)單晶）表面布滿金字
2、塔，使金字塔大小更加均勻。多晶采用酸制絨方法，一定濃度HNO3和HF對(duì)多晶硅表面形成氧化還原腐蝕，因晶界和晶面之間腐蝕速率不同以生產(chǎn)絨面結(jié)構(gòu)。腐蝕后硅片表面發(fā)暗或發(fā)亮是由于硝酸和氫氟酸比例不同，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)何占主導(dǎo)導(dǎo)致。多晶化學(xué)腐蝕可以添加添加劑（CH3COOH等），以控制腐蝕反應(yīng)過(guò)程中的放熱。多晶亦可采用酸霧微孔腐蝕方法（腐蝕液以酸霧形成存在），在絨面結(jié)構(gòu)處進(jìn)一步形成較小的絨面（參考《Anewvaportexturingmethodformulticrystallinesiliconsolarcellapplications》）
3、，進(jìn)一步降低反射率。晶硅也可采用等離子體刻蝕技術(shù)在晶硅表面形成絨面結(jié)構(gòu)，其表面形成絨面結(jié)構(gòu)大小均勻，布滿整個(gè)表面，可以很好降低反射率，但對(duì)晶硅表面層形成損傷較嚴(yán)重，需要相應(yīng)工藝處理，且設(shè)備投入成本較高。二、擴(kuò)散擴(kuò)散目的：在晶硅表面層形成PN結(jié)。PN結(jié)作用：形成空間電荷區(qū)，構(gòu)建內(nèi)建電勢(shì)場(chǎng)。PN結(jié)工作原理：當(dāng)適當(dāng)波長(zhǎng)的光射入晶硅電池內(nèi)部時(shí)，入射光被發(fā)射區(qū)、勢(shì)壘區(qū)、基區(qū)價(jià)電子吸收，價(jià)電子吸收能量后被激發(fā)至導(dǎo)帶，產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。電子空穴對(duì)在內(nèi)建勢(shì)壘作用下，電子被收集至N區(qū)，空穴被收集至P區(qū)，相比熱平衡狀態(tài)，N區(qū)存在過(guò)剩電子，P區(qū)存在過(guò)?？昭?，
4、這就建立了P區(qū)為正、N區(qū)為負(fù)的光生電動(dòng)勢(shì)。如果光電池外接負(fù)載，在持續(xù)光照下，電流會(huì)從電池P端經(jīng)負(fù)載流向N端。（《光電池及應(yīng)用》）擴(kuò)散方法：１．三氯氧磷（POCl3）液態(tài)源擴(kuò)散２．噴涂磷酸水溶液后鏈?zhǔn)綌U(kuò)散３．絲網(wǎng)印刷含磷漿料后鏈?zhǔn)綌U(kuò)散目前常采用第一種方法對(duì)晶硅擴(kuò)散，第三種方法含磷銀漿研制可以直接印刷，燒結(jié)后形成選擇性發(fā)射極?，F(xiàn)有采用離子注入方式達(dá)到形成PN結(jié)目的，可根據(jù)射頻功率大小來(lái)控制結(jié)深及很好控制摻雜濃度，但由于離子注入對(duì)晶格損傷，注入后需退火工藝處理。高溫?cái)U(kuò)散摻雜，在晶硅表面摻雜入P原子（基區(qū)摻雜B原子），因P（B）原子大小和Si原
5、子相近，當(dāng)摻雜濃度較低時(shí)，為替位式摻雜。摻雜需要考慮的問(wèn)題：發(fā)射結(jié)（緩變結(jié)、高低結(jié)等）設(shè)計(jì)、結(jié)深、晶格失配，及其對(duì)禁帶寬度、費(fèi)米分布、復(fù)合率、少子壽命的變化影響。測(cè)試方阻：薄層平均電阻率/結(jié)深。薄層電阻：表面為正方形半導(dǎo)體薄層，在電流方向呈現(xiàn)電阻，稱為方阻。一、刻蝕+去磷硅玻璃刻蝕目的：去除擴(kuò)散后硅片四周PN結(jié)（避免硅片短路）和清洗電池片表面磷硅玻璃（死層）。死層產(chǎn)生：擴(kuò)散后，表面磷硅玻璃富含磷，這層中存在大量填隙磷原子、位錯(cuò)和缺陷，因而少子壽命極低。并且表層中摻雜濃度高導(dǎo)致有效雜質(zhì)濃度低，出現(xiàn)倒向電場(chǎng)，因此為避免此現(xiàn)象，其頂層應(yīng)存在摻
6、雜濃度上限（1019/cm3左右）。有研究機(jī)構(gòu)利用死層進(jìn)行選擇性發(fā)射極處理。二、PECVDPECVD：等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積。目的：在晶硅電池表面形成一層SiN減反射鈍化膜，此步驟可進(jìn)一步降低硅片的反射率，并對(duì)硅片表面與外界進(jìn)行隔離，防止硅片污染，并且可以鈍化硅片表面懸掛鍵，提高電池片電性能。方法：常用PECVD方法為管式鍍膜（例CT設(shè)備射頻電離技術(shù)）和板式鍍膜（例roth&rau設(shè)備微波電離技術(shù)）技術(shù)（可參考王文靜《用于晶硅太陽(yáng)能電池的等離子技術(shù)》），采用射頻/微波能量源將SiH4和NH3電離，并將Si原子和N原子在硅片表面重新結(jié)合
7、成a-SiN:H。此過(guò)程形成a-SiN:H薄膜，薄膜中H可以有效鈍化SiN薄膜中及SiN與硅片表面接觸之間不飽和的懸掛鍵，并且高溫?zé)Y(jié)可以使H進(jìn)一步擴(kuò)散至硅片表層內(nèi)部，使之可以鈍化其體內(nèi)缺陷。良好的減反射膜應(yīng)具有一定與硅片和組件玻璃匹配的折射率及較低的光吸收，并可以多層折射設(shè)計(jì)，使其各級(jí)反射相互干涉，降低反射率（可參考《光電池及應(yīng)用》文中減反射膜一章）；使用其他減反射鈍化材料組成多層結(jié)構(gòu)減反膜（多層之間必須改善膜層間匹配和應(yīng)力）。一、絲印絲網(wǎng)印刷：將所印漿料置于設(shè)計(jì)要求網(wǎng)版上，采用刮條以一定角度將漿料印刷穿透網(wǎng)版網(wǎng)孔，以在硅片表面形成要
8、求結(jié)構(gòu)漿料，烘干和燒結(jié)后形成電極和電場(chǎng)。絲印目的：形成正、背電極，背電場(chǎng)結(jié)構(gòu)，收集傳導(dǎo)電流和形成BSF結(jié)構(gòu)，增大Voc和Isc。有研究表明背鋁與硅形成合金，接觸區(qū)域復(fù)合速率較大，所以有研究采取硅背面與背鋁間
